伺服钢支撑控制旁侧既有盾构隧道变形试验研究 被引量：1

1

作者 王哲 吴鹏飞 +5 位作者 魏纲 冯韦皓 吴雪桦 李航 易子浩 胡恬华 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期795-806,共12页

为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢... 为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢支撑不同组合方式下的隧道变形控制效果,研究伺服钢支撑主动控制旁侧隧道变形的规律和机理。试验结果表明:伺服加载对隧道水平位移和拱顶沉降均有一定的控制效果,且对水平位移的控制效果更加显著,对隧道右拱腰围压与弯矩的影响最大,拱顶拱底次之,对左拱腰影响最小,对地表沉降未产生显著的控制效果。伺服加载在旁侧土体产生的附加应力,随着距离增大产生消散现象,在隧道右拱腰产生应力集中现象,伺服加载对地连墙变形、隧道围压和弯矩、隧道变形的影响同步产生且相互关联。伺服钢支撑设置位置越靠近隧道埋深处、设置层数越多对隧道变形控制效果越好,但设置位置不当时设置层数与隧道变形控制效果不成正比,甚至产生负向控制效果,工程中应重点考虑伺服钢支撑的设置位置,不可盲目增大设置层数,否则增加工程成本且可能产生工程风险。研究结果可为伺服钢支撑主动控制围护结构及旁侧隧道变形提供理论指导,利于其更加广泛而合理地应用。 展开更多

关键词 盾构隧道 深基坑 伺服钢支撑 地连墙变形 模型试验

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软土深基坑伺服钢支撑轴力动态设置

2

作者 毕湘利 郭慧吉 +2 位作者 狄宏规 刘洪波 吴迪 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期1262-1268,共7页

为弥补现阶段伺服钢支撑单一阈值作为标定轴力的不足,利用弹性地基梁模型进行基坑围护结构简化,采用考虑支撑极限承载力为上限的可变“集中力”模拟伺服钢支撑,基于ABAQUS软件建立有限元分析模型并与遗传算法进行联合运算,提出了伺服钢... 为弥补现阶段伺服钢支撑单一阈值作为标定轴力的不足,利用弹性地基梁模型进行基坑围护结构简化,采用考虑支撑极限承载力为上限的可变“集中力”模拟伺服钢支撑,基于ABAQUS软件建立有限元分析模型并与遗传算法进行联合运算,提出了伺服钢支撑轴力动态设置的联合求解法。利用伺服钢支撑的伺服轴力调整功能,基于本文的伺服钢支撑轴力动态设置方法,以实际工程需求为导向,通过目标函数设置可给出最优的轴力参考值,为技术人员伺服轴力调控提供参考依据,助力实现基坑“主动调控、微变形控制”的高质量发展目标。 展开更多

关键词 深基坑 伺服钢支撑 遗传算法 轴力设置

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坑底加固对伺服钢支撑基坑变形特性的影响 被引量：2

3

作者 金钰寅 狄宏规 +3 位作者 周顺华 何平 何超 张小会 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3037-3048,共12页

近年来,伺服钢支撑越来越多地应用于软土地区深基坑中以期提高变形控制效果。由于伺服端头价格较高,且同时采用坑底加固,导致现有伺服钢支撑基坑工程整体造价普遍偏高。坑底加固在伺服钢支撑基坑中的作用及必要性,已成为类似基坑设计进... 近年来,伺服钢支撑越来越多地应用于软土地区深基坑中以期提高变形控制效果。由于伺服端头价格较高,且同时采用坑底加固,导致现有伺服钢支撑基坑工程整体造价普遍偏高。坑底加固在伺服钢支撑基坑中的作用及必要性,已成为类似基坑设计进一步优化所需回答的一个重要问题。对此,依托某深厚软土地区伺服钢支撑基坑开展研究。首先,基于实测数据分析了坑底加固区和无坑底加固区的围护结构变形特性。其次,建立三维有限元模型分析了坑底加固对基坑变形控制的作用及必要性。研究结果表明:坑底加固区中,全伺服钢支撑段围护结构变形显著小于单道伺服钢支撑段变形;伺服钢支撑轴力的增大可使围护结构产生向坑外的变形增量。同时,伺服钢支撑轴力调整具有一定的作用范围,可较为有效地减小伺服钢支撑轴线附近土体开挖引起的围护结构变形。无坑底加固区中,尽管使用了更多道伺服钢支撑,但变形控制效果总体不如坑底加固区的全伺服钢支撑段,存在多处测点围护结构变形过大。同时,数值模拟结果表明,在相同设计轴力条件下,若采用坑底加固则可显著减小无坑底加固段变形,且增大坑底加固面积可进一步提高围护结构变形控制效果。因此,对于坑底位于软弱土层中的伺服钢支撑基坑,坑底加固具有一定的必要性,不宜通过增加伺服钢支撑道数的方式取代坑底加固。 展开更多

关键词 伺服钢支撑轴力 坑底加固 围护结构侧移 软土基坑 HSS模型

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软土基坑伺服钢支撑轴力变化对相邻支撑轴力与围护结构变形的影响 被引量：13

4

作者 文璐 狄宏规 +2 位作者 陈金铭 郭慧吉 周顺华 《城市轨道交通研究》 北大核心 2020年第11期88-92,共5页

基于软土基坑伺服钢支撑轴力加、卸载现场试验,研究伺服钢支撑轴力变化对相邻支撑轴力及开挖变形的影响。结果表明:沿水平方向及竖向,相邻钢支撑轴力均随着调整伺服钢支撑轴力的增大而减小,随着调整支撑的减小而增大,且成线性关系,水平... 基于软土基坑伺服钢支撑轴力加、卸载现场试验,研究伺服钢支撑轴力变化对相邻支撑轴力及开挖变形的影响。结果表明:沿水平方向及竖向,相邻钢支撑轴力均随着调整伺服钢支撑轴力的增大而减小,随着调整支撑的减小而增大,且成线性关系,水平方向上的影响范围为10 m左右;合理增大伺服钢支撑轴力可以有效地控制围护结构变形,但支撑轴力过大时,会使围护结构的侧移分布模式向“踢脚型”发展;在两道伺服钢支撑中间设置普通钢支撑,会使普通钢支撑轴力较小。 展开更多

关键词 地铁车站 软土基坑 伺服钢支撑 轴力调整

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软土深基坑伺服钢支撑布置型式与施工工序优化分析 被引量：5

5

作者 陈金铭 狄宏规 +4 位作者 吴强 陈杰 林定雄 周晓宇 林如辉 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第3期156-161,共6页

基于宁波轨道交通某车站基坑的现场实测数据,分析了伺服钢支撑与普通钢支撑的支撑效果。通过建模,对伺服支撑设计方案及施工工序对基坑变形的影响进行优化。结果表明:与普通钢支撑段相比,伺服钢支撑段地下连续墙的最大累计水平变形更小... 基于宁波轨道交通某车站基坑的现场实测数据,分析了伺服钢支撑与普通钢支撑的支撑效果。通过建模,对伺服支撑设计方案及施工工序对基坑变形的影响进行优化。结果表明:与普通钢支撑段相比,伺服钢支撑段地下连续墙的最大累计水平变形更小;将基坑施工工序调整为先开挖伺服钢支撑段后开挖普通钢支撑段,普通钢支撑段和伺服钢支撑段地下连续墙的最大累计水平变形平均值分别减小了2.36 mm和2.19 mm;在施工工序优化的基础上,将伺服钢支撑由原来的三、五道相隔布置分别调整为四、五道相邻布置和三、四道相邻布置后,地下连续墙的最大水平累计变形分别减小了2.92%、22.44%。 展开更多

关键词 软土深基坑 地下连续墙 伺服钢支撑 侧向变形 支撑布置 施工工序

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伺服钢支撑系统“双控法”在邻近地铁隧道深基坑中的变形控制效果分析 被引量：5

6

作者 高永伟 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第11期132-137,共6页

目的:为控制新建基坑变形,减小基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,需探究轴力控制和位移控制双重控制方法(以下简称“双控法”)下伺服钢支撑系统对基坑及邻近地铁隧道的变形控制效果。方法:依托杭州某基坑工程建立了该基坑与邻近地铁线的数... 目的:为控制新建基坑变形,减小基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,需探究轴力控制和位移控制双重控制方法(以下简称“双控法”)下伺服钢支撑系统对基坑及邻近地铁隧道的变形控制效果。方法:依托杭州某基坑工程建立了该基坑与邻近地铁线的数值模型,提出了“双控法”的伺服钢支撑系统轴力模拟方案和位移控制方案,设定了相应的计算步和监测工况。对6种伺服方案下的基坑沉降量及深层水平位移量进行了对比。对不同轴力控制值和单次位移变化量控制值下对基坑的变形影响进行了分析,进而得到本工程的伺服钢支撑系统体系的设置方案。基于此方案,对基坑土体深层水平位移、基坑地面沉降、邻近地铁右线隧道沉降的模拟值和实际监测值进行对比,以分析伺服钢支撑系统变形的控制效果。结果及结论:双层支撑伺服钢支撑系统比单层伺服钢支撑系统的变形控制效果更好。“双控法”控制指标中,轴力控制值的增加可使围护结构的最大水平位移量和地面沉降量明显减小,单次位移变化量控制值的改变对最终变形结果影响不大。“双控法”下的伺服钢支撑轴力系统能够有效控制基坑变形,保护邻近既有地铁隧道结构安全。 展开更多

关键词 邻近地铁隧道 深基坑施工 变形控制 伺服钢支撑系统 位移控制 轴力控制

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基坑伺服钢支撑分阶段轴力设计及效果分析 被引量：3

7

作者 顾浩磊 邓向振 +3 位作者 许炳刚 狄宏规 金钰寅 范小叶 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第12期31-37,共7页

目的:在软土地区进行基坑开挖时,可采用伺服钢支撑系统减小基坑围护结构的变形以及对周边环境的影响,但目前对一道伺服支撑仅有一个初始设计值,无法指导开挖过程中支撑轴力的调整,因此需要针对开挖全过程提出相应的伺服支撑轴力设计值... 目的:在软土地区进行基坑开挖时,可采用伺服钢支撑系统减小基坑围护结构的变形以及对周边环境的影响,但目前对一道伺服支撑仅有一个初始设计值,无法指导开挖过程中支撑轴力的调整,因此需要针对开挖全过程提出相应的伺服支撑轴力设计值。方法:依托南京地铁9号线白云亭路站基坑工程,分别对伺服支撑设置情况不同的全伺服段,部分伺服段断面各开挖步下的伺服支撑轴力进行分阶段优化设计。结合有限元模型与遗传算法,通过有限元模型计算某组伺服支撑设计轴力下的围护结构变形,并通过遗传算法不断生成新的轴力设计值,直至围护结构变形等参数满足设计要求;据此得到不同开挖步下较优的伺服支撑轴力设计值,实现了伺服钢支撑轴力的动态设置。建立了伺服支撑基坑的三维有限元模型,验算优化设计方案下的伺服支撑的变形控制效果及对周边环境的影响。结果及结论:分阶段优化设计得到的伺服支撑轴力可以有效控制开挖过程中围护结构的变形及周边地面沉降。 展开更多

关键词 伺服钢支撑 分阶段设计 遗传算法 围护结构变形 地面沉降

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应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析 被引量：7

8

作者 魏纲 冯非凡 +3 位作者 朱家烜 李锦 张雄健 陈春来 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期93-104,共12页

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明:钢... 钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明:钢支撑轴力伺服系统的应用可以使开挖阶段基坑围护结构最终位移减小率达到63%,并且在地下结构施工阶段时可以起到顶回围护结构的作用;邻近新建高楼产生的附加荷载对围护结构作用效果显著,在该条件下对钢支撑轴力伺服系统轴力调控的要求较高;普通基坑围护结构的最大水平位移对应的深度在开挖面附近,伺服钢支撑的应用会使这一深度有3~5 m左右的增加,导致其无法进行直接有效的控制;温度是伺服钢支撑轴力的最主要影响因素,每上升1℃支撑轴力会增大约20 kN;本基坑工程的开挖面位于隧道以下位置,隧道在基坑开挖阶段转向地下结构施工阶段的水平和竖向位移均有突变,总体呈现“水平拉伸,竖向收缩”的变形模式;根据文中实测数据及前人研究拟合得到伺服支撑控制下的隧道水平位移预测公式。 展开更多

关键词 钢支撑轴力伺服系统 基坑工程 围护结构 变形控制 地铁盾构隧道

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钢支撑伺服系统数值模拟计算方法研究 被引量：2

9

作者 李恒一 何晟亚 徐海岩 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第12期127-133,138,共8页

目的:为科学给定伺服钢支撑轴力设定值,提高伺服钢支撑的技术应用水平和结构变形控制效果,特提出合理的数值模拟计算方法。方法:以深圳地铁12号线和平站基坑工程为依托,根据钢支撑伺服系统实际工作原理,提出基于双控法(地下连续墙位移... 目的:为科学给定伺服钢支撑轴力设定值,提高伺服钢支撑的技术应用水平和结构变形控制效果,特提出合理的数值模拟计算方法。方法:以深圳地铁12号线和平站基坑工程为依托,根据钢支撑伺服系统实际工作原理,提出基于双控法(地下连续墙位移和支撑轴力双控)的钢支撑伺服系统数值模拟计算方法,并通过现场监测数据验证其实用性。结果及结论:通过钢支撑伺服系统模拟计算方法确定4道伺服钢支撑的轴力设定值分别为1500、1700、3200和3000 kN,与现场监测数据所反映的数值(1800、2000、3000和3200 kN)相差不大,这说明该方法具备足够的实用性;采用传统钢支撑无法实现轴力自动补偿,变形控制效果较差,较难满足地下连续墙的微变形控制要求;采用伺服钢支撑可满足地下连续墙变形控制要求(5 mm)、桥墩位移控制要求(2 mm)、钢支撑轴力安全要求(4400 kN)以及基底隆起控制要求(35 mm);对于变形控制要求较严格的基坑工程,可考虑将采用伺服钢支撑作为变形控制的有效方法。 展开更多

关键词 地铁车站 基坑开挖 伺服钢支撑 数值模拟 钢支撑轴力

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钢支撑伺服系统在海域人工岛中明挖基坑施工中的应用 被引量：3

10

作者 刘坤 郑诺 +1 位作者 侯禹辰 卢金栋 《铁道建筑》 北大核心 2023年第12期143-147,共5页

针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变... 针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变形逐渐过渡为向基坑内侧鼓肚式变形,采用钢支撑伺服系统可降低35.05%的水平位移,最大水平位移为开挖深度的0.06%~0.24%;支撑伺服系统的位移收敛作用较为明显,在下部伺服支撑轴力施加后可适当减小上部轴力以维持整体受力平衡;基坑中部软土开挖时卸荷效应更加明显,使既有桥墩产生的变形增量约占最大变形的65.52%,整个施工阶段其累计水平变形在-2.8~2.9 mm。 展开更多

关键词 公路隧道 海域人工岛 钢支撑伺服系统 明挖基坑 既有桥梁 变形控制 深中通道

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钢支撑伺服系统在富水软弱地层深基坑施工中的应用 被引量：16

11

作者 龙华东 周辉 +4 位作者 涂洪亮 冉贵猴 杨勇 高阳 胡明明 《铁道建筑》 北大核心 2022年第2期137-140,共4页

苏州地铁5号线劳动路站在富水软弱地层中进行深基坑施工,车站三区支护采用了钢支撑伺服系统。根据现场监测数据分析了深基坑的变形规律和该伺服系统对基坑变形的控制效果。结果表明:基坑壁的侧向变形随着深度的增加由外扩逐渐变为内鼓,... 苏州地铁5号线劳动路站在富水软弱地层中进行深基坑施工,车站三区支护采用了钢支撑伺服系统。根据现场监测数据分析了深基坑的变形规律和该伺服系统对基坑变形的控制效果。结果表明:基坑壁的侧向变形随着深度的增加由外扩逐渐变为内鼓,埋深小于等于22.5 m时基坑壁背离基坑变形,埋深大于22.5 m时基坑壁朝向基坑变形;有无钢支撑伺服系统条件下基坑壁侧向最大变形量分别为14.9、34.15 mm,伺服系统对变形的控制效果较好;随着基坑施工的进行,测斜管上不同标高处变形量整体呈增大趋势,每一次开挖都伴随着变形量的增大,每一次支护都能将变形稳定一段时间。研究成果可为地铁车站深基坑工程支护设计提供参考。 展开更多

关键词 地铁车站 深基坑 钢支撑伺服系统 富水软弱地层 现场监测 变形控制 测斜管 支护设计

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基于“BIM+GIS+IoT”信息管理平台的钢支撑轴力伺服系统在地铁基坑变形控制中的应用 被引量：8

12

作者 盛灿军 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期221-224,229,共5页

钢支撑轴力伺服系统是控制软土地区深基坑围护结构变形的高效手段,其实施效果关键取决于对轴力的实时按需调整。分析了传统的钢支撑轴力伺服系统管控模式存在的缺点,提出了基于“BIM(建筑信息模型)+GIS(地理信息系统)+IoT(物联网)”信... 钢支撑轴力伺服系统是控制软土地区深基坑围护结构变形的高效手段,其实施效果关键取决于对轴力的实时按需调整。分析了传统的钢支撑轴力伺服系统管控模式存在的缺点,提出了基于“BIM(建筑信息模型)+GIS(地理信息系统)+IoT(物联网)”信息管理平台的协同管理新模式。以上海市域铁路机场联络线1^(#)风井基坑为工程背景,阐述了该系统的操作流程及应用效果,证明了其具有信息传递及时有效、调整措施针对性强、统筹管理方便快捷的优势。 展开更多

关键词 地铁 基坑变形控制 钢支撑轴力伺服系统 信息管理平台 建筑信息模型 地理信息系统 物联网

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宁波市轨道交通海晏北路换乘站基坑支撑优化与分析 被引量：12

13

作者 陈金铭 狄宏规 +2 位作者 宣炜 梁浩毅 苏光北 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第3期22-25,共4页

基于宁波市轨道交通海晏北路换乘站基坑实测数据对比,研究了液压伺服钢支撑与普通钢支撑的支撑效果。利用Plaxis 3D软件对第5道混凝土支撑替换为液压伺服钢支撑的设计方案进行了模拟分析。结果表明:相较于普通钢支撑段,相邻液压伺服钢... 基于宁波市轨道交通海晏北路换乘站基坑实测数据对比,研究了液压伺服钢支撑与普通钢支撑的支撑效果。利用Plaxis 3D软件对第5道混凝土支撑替换为液压伺服钢支撑的设计方案进行了模拟分析。结果表明:相较于普通钢支撑段,相邻液压伺服钢支撑段围护结构的水平,变形小22%左右,液压伺服钢支撑的支撑效果优于普通钢支撑。通过发挥伺服系统低补偿的优势,将伺服支撑段的第5道混凝土撑替换为3000 kN或4000 kN轴力情况下的液压伺服钢支撑,均满足规范对变形的要求。采用伺服钢支撑代替第5道混凝土撑的方案具有可行性。 展开更多

关键词 车站 深基坑 液压伺服钢支撑 侧向变形 支撑轴力

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软土地层中分隔型基坑变形特性及应力路径 被引量：13

14

作者 李航 廖少明 +1 位作者 汤永净 申明亮 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1116-1127,共12页

以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多... 以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多工况计算分析。结果表明:仅靠优化基坑开挖顺序对基坑变形控制作用有限且不全面,有必要考虑地下结构回筑引起的基坑支护刚度和边界条件变化;先开挖小基坑并完成其地下结构回筑后再施工较大基坑的施工方案效果最优,与较不利工况相比可减小紧邻敏感建筑物侧围护结构最大侧向变形30%;不同开挖顺序、地下结构施工引起的边界条件变化,以及不同排水条件使得坑内外土体应力状态复杂多变,其中坑内土体在不同工况下呈现不同应力路径,坑外土体则呈现多次卸荷的应力路径;当应用伺服式预应力钢支撑时,坑外土体表现出先水平卸荷而后加荷的应力路径,围护结构变形控制在开挖深度的0.1%内,可有效保护周边敏感建筑物的安全。 展开更多

关键词 分隔型基坑群 开挖顺序 地下结构 应力路径 伺服式预应力钢支撑

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